يستخدم الذكاء الاصطناعي المظهر المرئي لتقدير مسافات الطائرات بدون طيار

تمكّن عملية التعلم القائمة على التدفق البصري الجديدة التي طورها فريق من الباحثين في TU Delft وجامعة Westphalian للعلوم التطبيقية الروبوتات من تقدير المسافات من خلال المظهر المرئي للأشياء المعروضة. يمكن أن يتضمن المظهر المرئي عوامل مثل الشكل واللون والملمس. 

باستخدام إستراتيجية التعلم القائمة على الذكاء الاصطناعي هذه ، يمكن تحسين التنقل في الطائرات الصغيرة بدون طيار. 

تم نشر المقال الشهر الماضي في ذكاء آلة الطبيعة. 

الروبوتات مقابل الحشرات

من أجل تمكين الروبوتات الصغيرة الطائرة من امتلاك نفس المستوى من الاستقلالية التي نراها في المركبات الكبيرة ذاتية القيادة ، سوف تحتاج إلى إظهار نفس الذكاء المتطور الموجود في الحشرات الطائرة ، والذي يمكن القيام به من خلال أنظمة ذكاء اصطناعي عالية الكفاءة. 

لا تحمل الروبوتات الطائرة الصغيرة الموجودة حاليًا في السوق الكمية اللازمة من أجهزة الاستشعار وقوة المعالجة على متنها ، وهو ما يعد أحد أكبر التحديات المحيطة بهذه التكنولوجيا. 

في العالم الطبيعي ، تعتمد الحشرات على "التدفق البصري" ، وهو كيفية تحرك الأشياء في منظور الحشرة. هذا التدفق البصري هو ما يمكّنهم من الهبوط على الزهور والتهرب من الحيوانات المفترسة. ما يثير الدهشة في هذا التدفق الضوئي أنه بسيط ، على الرغم من استخدامه في مهام معقدة. 

جويدو دي كرون هو أستاذ في شركة Micro Air Vehicles المستوحاة من علم الأحياء والمؤلف الأول للمقال. 

قال: "بدأ عملنا في التحكم في التدفق البصري من الحماس للإستراتيجيات البسيطة والرائعة التي تستخدمها الحشرات الطائرة". "ومع ذلك ، فإن تطوير أساليب التحكم لتنفيذ هذه الاستراتيجيات فعليًا في الروبوتات الطائرة لم يكن أمرًا تافهًا على الإطلاق. على سبيل المثال ، لن تهبط الروبوتات الطائرة لدينا بالفعل ، لكنها بدأت في التأرجح ، صعودا وهبوطا باستمرار ، فوق سطح الهبوط مباشرة ".

تدفق البصر

هناك نوعان من القيود الرئيسية للتدفق البصري. أولاً ، يوفر معلومات مختلطة عن المسافة والسرعات ، ولا يوفر معلومات عن كل منهما على حدة. ثانيًا ، يكون التدفق البصري صغيرًا جدًا في الاتجاه الذي تتحرك فيه الطائرة بدون طيار ، مما يؤثر على تجنب العوائق. بمعنى آخر ، يواجه الروبوت صعوبة أكبر في اكتشاف الأشياء التي يتحرك نحوها.

قال جويدو دي كرون: "لقد أدركنا أن مشكلتي التدفق البصري ستختفيان إذا كانت الروبوتات قادرة على تفسير ليس فقط التدفق البصري ، ولكن أيضًا المظهر المرئي للأجسام في بيئتها". وهذا من شأنه أن يسمح للروبوتات برؤية المسافات إلى الأشياء في المشهد بشكل مشابه لكيفية تقديرنا نحن البشر للمسافات في صورة ثابتة. كان السؤال الوحيد هو: كيف يمكن للروبوت أن يتعلم رؤية مسافات كهذه؟ "

في النهج الجديد الذي طوره الباحثون ، تعتمد الروبوتات على التذبذبات لمعرفة شكل الأشياء في بيئتها اعتمادًا على المسافة. على سبيل المثال ، يمكن للطائرة بدون طيار معرفة مدى نعومة نسيج العشب اعتمادًا على ارتفاعه أثناء الهبوط. 

كريستوف دي واغتر باحث في TU Delft ومؤلف مشارك للمقال. 

قال "تعلم رؤية المسافة من خلال المظهر المرئي أدى إلى عمليات هبوط أسرع وأكثر سلاسة مما حققناه من قبل". علاوة على ذلك ، من أجل تجنب العوائق ، أصبحت الروبوتات الآن أيضًا قادرة على رؤية العوائق في اتجاه الرحلة بوضوح شديد. لم يؤدي ذلك إلى تحسين أداء اكتشاف العوائق فحسب ، بل سمح أيضًا لروبوتاتنا بالإسراع ".

سيكون للتطوير الجديد آثار على الروبوتات الطائرة ذات الموارد المحدودة ، وهي مفيدة بشكل خاص لأولئك الذين يعملون في بيئة محصورة.